Con questo post intendo raccontare un’esperienza realizzata più volte durante gli anni scolastici precedenti, presso diverse classi terze, quarte e quinte della scuola primaria, grazie alla quale, tramite l’utilizzo di strumenti “inusuali” per l’ambito geometrico, i bambini possono giungere alla scoperta dei poligoni (regolari e non) e di alcune loro proprietà relative alla simmetria, alla loro struttura, all’area e alla classificazione delle figure piane.
Il lavoro ha preso spunto (molto liberamente) da quanto osservato in una mostra visitata anni fa dal titolo “Simmetria e giochi di specchi”, consultabile online o visitabile a tutt’oggi su richiesta (anche con le classi) presso il Dipartimento di Matematica dell’Università Statale di Milano, in Via Saldini (vi consiglio di andarci perchè è spettacolare!).
- due specchi (io ne ho utilizzati di varie forme e dimensioni, ma per cominciare possono andare benissimo due piccoli specchietti di dimensione 15×15, possibilmente senza bordo)
- scotch
- fogli di carta bianca e colorata
- un goniometro e un righello
- matita e gomma
Partiamo facendo sperimentare ai bambini le potenzialità “innate” degli specchi incidenti: invitiamoli ad aprirli come desiderano e a modificare l’ampiezza dell’angolo che formano, oppure a porre al loro interno dei piccoli oggetti per osservare che cosa succede. L’impatto con gli specchi incidenti ha un che di “magico”: gli oggetti che vengono riflessi vengono immediatamente moltiplicati, si creano subito forme e composizioni incredibili e mutanti…e tutto ciò sui bambini (ma non solo…basti anche solo pensare alla famosa “camera degli specchi” del luna park!) produce un fascino incredibile!
Oppure altri proveranno a realizzare segni liberi che non fanno parte di alcuna figura, solo per sperimentare l’effetto che ciò avrà sulla macchina.
Ogni risultato, di qualunque tipo, darà per loro un effetto spettacolare! Poi ci sarà anche chi fin da subito o dopo alcuni tentativi avrà capito come realizzare figure o disegni riconoscibili tramite la macchina e voi stessi rimarrete stupiti dalle idee trovate dai bambini!
Allora, prima di tutto io, utilizzando goniometro, righello e matita, preparo su dei fogli A4 bianchi dei semplici angoli disegnati, che serviranno da “segni” o “tracce” sui quali posizionare gli specchi incidenti nella fase successiva.
Io solitamente preparo i fogli con angoli da: 90°, 60° , 45°, 30°, 72°, 120°, ma voi siete liberi di scegliere anche altre combinazioni di angoli, a seconda delle scoperte che sceglierete di far fare ai vostri bambini.
Dopo aver disegnato ogni angolo (ben grande, in modo che gli specchi si possano posizionare tranquillamente e che le linee degli angoli siano più lunghe dei lati degli specchi) e averlo colorato di un colore diverso (è solo un “vezzo”, ma con i bambini funziona molto bene sia per aiutarli nel riconoscimento, sia per la memorizzazione, anche se in questo caso non è fine all’apprendimento, ma solo a scopi pratici di velocizzazione del lavoro!), io aggiungo anche il valore dell’angolo in gradi, in modo che i bambini possano familiarizzare meglio con il tipo di angolo. Lo scopo, a questo punto, non è quello di “far studiare” ai bambini i diversi tipi di angoli, ma è solamente quello di portarli ad un’osservazione degli stessi, al rendersi conto che più è alto il valore dell’angolo, più l’angolo è ampio e soprattutto (come vedrete tra poco) al mostrare come certi tipi di angolo possano formare determinate figure specifiche. In questo caso l’unico prerequisito importante è forse che i bambini sappiano che gli angoli possono avere un “nome” diverso dal solito “retto, ottuso, acuto, …”, ma anche relativo alla loro misura precisa, che si effettua tramite uno strumento chiamato goniometro (non è, però, indispensabile che abbiano già fatto uso del goniometro prima di allora!).
A questo punto c’è ancora una cosa da preparare, prima di calare i nostri bambini all’opera. Si tratta di realizzare con la carta colorata (o con la carta bianca, da colorare, però!) alcune figure geometriche studiate “ad hoc”, per guidare il lavoro di osservazione dei bambini. Ecco le figure che io di solito preparo (sempre con l’ausilio di matita, righello e goniometro…e sempre facilmente fotocopiabili!) per il mio lavoro: un rettangolo, un quadrato, un triangolo equilatero, un triangolo isoscele rettangolo (quindi con angolo di 90°), un triangolo isoscele con un angolo di 45°, un triangolo isoscele con un angolo da 30°, un triangolo isoscele con un angolo da 72° e un triangolo isoscele con un angolo da 120° (anche qui siete liberi di aggiungerne anche a profusione!).
Di solito noi presentiamo i diversi poligoni tramite un disegno e una costruzione delle figure non sempre semplice tramite l’uso di goniometro, riga e compasso. Bene, questa attività è tutt’altro che complessa: è di una semplicità e di una chiarezza estrema! Può quindi servire da prerequisito, per la conoscenza e la prima familiarizzazione con i poligoni geometrici, a partire dalla loro costruzione, ma non attraverso il disegno, bensì attraverso la composizione e scomposizione delle loro parti geometriche che li costituiscono.
Ecco un punto fondamentale sul quale voglio ora portare solo voi adulti a riflettere. Ogni poligono regolare può essere sviluppato in una serie di triangoli isosceli e a questo facciamo riferimento, per esempio, quando calcoliamo la sua area: per trovare l’area di un poligono regolare, non si applica la formula “(perimetro x apotema) : 2”? Proviamo a riflettere sul suo significato. Osservando con attenzione la costruzione di un poligono tramite l’intuitivo utilizzo della macchina di specchi, scopriamo che l’apotema non è altro che l’altezza di un triangolo isoscele.
Calcolare l’area del triangolo è semplice: “(base x altezza) : 2”. Però in questo caso di triangoli isosceli ce ne sono diversi. Per esempio nell’esagono bisognerebbe fare: “(base x altezza) : 2” di ogni triangolo e poi moltiplicare il risultato per 6. Ed è esattamente la stessa cosa del “(perimetro x apotema) : 2”, perchè il perimetro è la somma delle basi, che vanno moltiplicate all’apotema, cioè all’altezza, ed infine il risultato va diviso per 2 (perchè, come accade per l’area di un solo triangolo, altrimenti si tratterebbe di un enorme parallelogramma, di area doppia)!
Questo non significa che questa attività serva per introdurre i bambini al concetto di area di un poligono regolare! Affatto! Però intendo farvi notare quanto sia importante mostrare a un livello base questo tipo di costruzione ai bambini (molto più pratica, immediata e intuitiva di quanto possa essere un disegno astratto, di solito utilizzato nella spiegazione della formula), per permettere loro di focalizzare meglio come è costruito un poligono, in modo da avere più chiari in futuro sia le caratteristiche, sia gli sviluppi di ogni figura geometrica, per le sue successive applicazioni (è un prerequisito importantissimo che dal disegno si fa molta più fatica ad intuire!).
Per tornare al lavoro, dopo una fase di guida e di riflessione per gruppo, dovrebbe seguire un momento di verbalizzazione e confronto sulle scoperte effettuate dai bambini (e magari anche una sintesi più o meno scritta per ricordare i passaggi essenziali). In seguito andrebbero lasciati liberi i bambini di svolgere le personali sperimentazioni al fine di permettere loro di sfruttare la macchina degli specchi in tutte le sue funzionalità possibili.
